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Resumo

Neste protocolo, explicamos como obter e interpretar os valores do ângulo de fase e o escore Z da análise vetorial de impedância bioelétrica (BIVA) obtidos por impedância bioelétrica em pacientes com insuficiência cardíaca aguda admitidos no Serviço de Emergência e sua aplicabilidade clínica como marcador preditivo para o prognóstico de um evento de 90 dias.

Resumo

A insuficiência cardíaca aguda é caracterizada pela ativação neuro-hormonal, que leva à retenção de sódio e água e causa alterações na composição corporal, como aumento da congestão hídrica corporal ou congestão sistêmica. Essa condição é um dos motivos mais comuns de internação hospitalar e tem sido associada a desfechos ruins. O ângulo de fase mede indiretamente o estado intracelular, a integridade celular, a vitalidade e a distribuição dos espaços entre a água corporal intracelular e extracelular. Esse parâmetro mostrou-se um preditor do estado de saúde e um indicador de sobrevida e outros desfechos clínicos. Além disso, valores de ângulo de fase de <4,8° na admissão foram associados a maior mortalidade em pacientes com insuficiência cardíaca aguda. No entanto, baixos valores de ângulo de fase podem ser devidos a alterações - como o deslocamento de fluidos de um compartimento intracelular de água corporal (LCI) para um compartimento de ECW (água corporal extracelular) e uma diminuição concomitante da massa celular corporal (que pode refletir desnutrição) - que estão presentes na insuficiência cardíaca. Assim, um baixo ângulo de fase pode ser devido à hiper-hidratação e/ou desnutrição. O BIVA fornece informações adicionais sobre a massa corporal-celular e o estado de congestão com um vetor gráfico (gráfico R-Xc). Além disso, uma análise BIVA Z-score (o número de desvios padrão do valor médio do grupo de referência) que tem o mesmo padrão das elipses para os percentis no gráfico R-Xc original pode ser usada para detectar mudanças na massa de tecidos moles ou hidratação tecidual e pode ajudar os pesquisadores a comparar mudanças em diferentes populações de estudo. Este protocolo explica como obter e interpretar os valores do ângulo de fase e as análises do escore Z da BIVA, sua aplicabilidade clínica e sua utilidade como marcador preditivo para o prognóstico de um evento de 90 dias em pacientes admitidos em um serviço de emergência com insuficiência cardíaca aguda.

Introdução

A insuficiência cardíaca aguda (ICA) resulta do rápido aparecimento de sinais, sintomas e exacerbação de derivados da IC e de uma combinação de anormalidades clínicas, hemodinâmicas e neuro-hormonais, incluindo ativação inflamatória sistêmica, que leva à retenção de sódio e água1. Esse acúmulo em longo prazo faz com que as redes intersticiais de glicosaminoglicanos (GAG) se tornem disfuncionais, resultando em redução da capacidade de tamponamento e alterando a forma e a função das redes GAG 1,2. Isso contribui para alterações na composição corporal devido ao deslocamento de fluidos do espaço intracelular para oextracelular3, induzindo aumento de fluidos corpóreos e levando à congestão, que é a causa mais comum de hospitalização por IC. É principalmente a sobrecarga hídrica, a redistribuição compartimental de fluidos ou a combinação de ambos os mecanismos que requerem atenção médica imediata 4,5. Essa condição é um dos principais preditores de mau prognóstico6,7.

Considerando que a ICA é a causa mais comum de internações hospitalares em pacientes com mais de 65 anos deidade8, cerca de 90% daqueles que são admitidos em um serviço de emergência apresentam sobrecarga hídrica6, e aproximadamente 50% desses pacientes recebem alta com sintomas persistentes de dispneia e fadiga e/ou perda de peso mínima ou nenhuma9. As taxas de mortalidade intra-hospitalar variam de 4% a 8% após a alta; há aumento de 8% para 15% aos três meses e, para reinternação, as taxas variam de 30% a 38% aos 3meses10. Portanto, a avaliação rápida e precisa da congestão em situações agudas e em tempo real, como um serviço de emergência, é crucial para o manejo terapêutico11 e para determinar o prognóstico, morbidade e mortalidade da doença6.

A bioimpedância elétrica (BIA) tem sido sugerida para estimar a composição corporal por ser uma técnica segura, não invasiva e portátil12. Para estimar a impedância de corpo inteiro, a BIA utiliza um analisador de impedância sensível à fase que introduz uma corrente alternada constante através de eletrodos de superfície tetrapolares colocados nas mãos e nos pés12. Esse método combina a resistência (R), a reactância (Xc) e o ângulo de fase (PhA)13, onde R é a oposição ao fluxo da corrente alternada através da solução iônica intracelular e extracelular. Xc é o atraso na condução (componentes dielétricos) ou complacência das interfaces teciduais, membranas celulares e organelas com a passagem da corrente administrada12. O PhA reflete a relação entre R e Xc. É derivado das propriedades elétricas do tecido; É expressa como a defasagem entre a voltagem e a corrente nas interfaces membrana celular e tecidual e é medida com dispositivos sensíveis à fase14,15,16,17.

O PhA é calculado a partir de dados brutos sobre R e Xc (PA [graus] = arctangente (Xc/R) x (180°/π)), sendo considerado um dos indicadores de saúde celular e estrutura da membrana celular18, bem como um indicador da distribuição dos espaços ICW e ECW, ou seja, redistribuições alteradas dos compartimentos (especificamente, mudanças de água intracelular para extracelular, que baixos ângulos de fase podem mostrar)19. Assim, um baixo valor de PhA pode ser devido à superidratação e/ou desnutrição, e o Z-score poderia ser usado para diferenciar se esse baixo PhA é devido à perda de massa de tecidos moles, aumento da hidratação tecidual ou ambos. Além disso, a transformação do escore Z poderia ajudar os pesquisadores a comparar as mudanças em diferentes populações de estudo 3,14.

Além disso, a AF é considerada um preditor do estado de saúde, um indicador de sobrevida e um marcador prognóstico para diferentes desfechos clínicos3,20, mesmo em outras condições clínicas 20,21,22,23, onde valores elevados de PhA indicam maior integridade e vitalidade da membrana celular 10,13e, portanto, maior funcionalidade. Isso contrasta com baixos valores de PhA, que refletem a integridade da membrana e a perda de permeabilidade, levando ao comprometimento da função celular ou mesmo à morte celular14,22,24. Em pacientes com insuficiência cardíaca crônica (ICC), menores valores de AF foram associados a pior classificação de classe funcional25. Além disso, uma das vantagens da medição de PhA é que ela não requer parâmetros recordados, peso corporal ou biomarcadores.

Vários estudos têm recomendado o uso de medidas brutas da BIA em pacientes que apresentavam alterações nos deslocamentos e redistribuições de fluidos ou estado de hidratação não constante, como os da ICA26. Isso ocorreu porque a BIA é baseada em equações de regressão que estimam a água corporal total (ACT), a água corporal extracelular (LEC) e a água corporal intracelular (MIC). Portanto, as estimativas de massa magra e gorda nesses pacientes são enviesadas devido à relação fisiológica com a hidratação de partes moles27.

O método de análise vetorial de impedância bioelétrica (BIVA) supera algumas limitações do método convencional daBIA28. Ele fornece informações adicionais por meio de uma avaliação semiquantitativa da composição corporal em termos de massa celular (MCC), integridade da massa celular e estado de hidratação29. Assim, permite estimar o volume de fluido corporal por meio de padrões vetoriais de distribuição e distância em um gráfico R-Xc28,30. BIVA é usado para criar um gráfico vetorial de impedância (Z) usando os valores de corpo inteiro R e Xc derivados da BIA a uma frequência de 50 kHz.

Para ajustar os valores brutos de R e Xc, os parâmetros R e Xc são padronizados por altura (H), expressos em R/H e Xc/H em Ohm/m, e plotados como vetor; este vetor tem um comprimento (proporcional ao TBW) e uma direção no gráfico R-Xc16,28.

Um gráfico R-Xc específico para o sexo contém três elipses, que correspondem às elipses de tolerância de 50%, 75% e 95% de uma população de referência saudável 28,31,32; a forma elipse das elipses é determinada pela relação entre R/H e Xc/H. No entanto, para avaliar os parâmetros de impedância em uma população de saúde de referência específica para o gênero, os parâmetros brutos originais da BIA foram transformados em escores Z bivariados (em uma análise de escore Z da BIVA) e plotados em um gráfico de escore Z R-Xc33,34. Esse gráfico, comparado com um gráfico R-Xc, representou o R/H padronizado e Xc/H como um escore Z bivariado, ou seja, Z(R) e Z(Xc) mostraram o número de desvios-padrão distantes do valor médio do grupo de referência33. As elipses de tolerância do escore Z conservaram o mesmo padrão das elipses para os percentis do gráfico R-Xc original31,33. Os gráficos de escore Z para R-Xc e R-Xc mostraram mudanças na massa de partes moles e hidratação tecidual independentemente de equações de regressão ou peso corporal.

Deslocamentos vetoriais ao longo do eixo maior das elipses indicaram mudanças no estado de hidratação; um vetor encurtado que caiu abaixo do polo de 75% de uma elipse indicou edema de pitting (sensibilidade = 75% e especificidade = 86%); no entanto, o limiar ideal para a detecção de pitting edema foi diferente em pacientes com ICA e ICC, onde o polo inferior de 75% correspondeu a pacientes com ICA e 50% correspondeu a edema de pacientes com ICC (sensibilidade = 85% e especificidade = 87%)35. Por outro lado, os deslocamentos vetoriais ao longo do eixo menor corresponderam à massa celular. O lado esquerdo das elipses indicava alta massa celular (isto é, mais tecido mole), onde vetores mais curtos correspondiam a obesos e caracterizavam-se por fases semelhantes às dos atléticos, que possuíam vetores mais longos. Ao contrário, o lado direito indicou menor massa celular corporal21,34; segundo Picolli et al.31,33, os escores dos vetores dos grupos anorexia, HIV e câncer localizavam-se no lado direito do eixo menor, que corresponde à categoria caquexia.

O objetivo deste estudo foi explicar como se obtém e interpreta os valores de AF por meio da BIA em pacientes com ICA admitidos em um serviço de emergência e mostrar sua aplicabilidade/utilidade clínica como marcador preditivo para o prognóstico de eventos de 90 dias.

Protocolo

O protocolo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa do Instituto Nacional de Ciências Médicas e Nutrição Salvador Zubirán (REF. 3057). Para a realização das medidas da BIA, foram utilizados equipamentos tetrapolares de múltiplas frequências (ver Tabela de Materiais). Esse equipamento forneceu valores brutos precisos para a resistência (R), reatância (Xc) e ângulo de fase (PhA) na frequência de 50 kHz, o que permitiu medir a impedância com a melhor relação sinal-ruído. Os eletrodos adesivos utilizados precisavam corresponder às recomendações do fabricante. Consentimento informado por escrito foi obtido dos pacientes envolvidos no estudo.

1. Preparo experimental e do paciente

OBS: Essas etapas foram realizadas antes da realização da mensuração da BIA.

  1. Testar periodicamente o equipamento para verificar a precisão das medições de impedância usando um resistor de teste com um valor conhecido de 500 Ω (intervalo: 496-503 Ω).
  2. Orientar o pessoal que realiza as medidas da BIA de acordo com as instruções do fabricante e o método tetrapolar descrito na literatura36.
    NOTA: O paciente deve jejuar por pelo menos 4-5 h. Se o paciente estiver lúcido e consciente, explique o procedimento que será realizado.
  3. Retire o sapato e a meia do pé direito e quaisquer objetos metálicos que tenham contato com a pele do paciente, como pulseiras, relógios, anéis e correntes.
    NOTA: Se o pé direito tiver uma lesão, enfaixa-o e mude para o lado esquerdo (se nenhum dos pés estiver disponível para ser descoberto e para a colocação de eletrodos, as medições de BIA não podem ser realizadas).
  4. Colocar o paciente em decúbito dorsal ou semi-fowler de acordo com a tolerância do paciente, com as pernas e braços abertos em um ângulo de cerca de 45°. Em pacientes com obesidade, coloque um lençol entre as coxas para evitar o contato entre elas.
  5. Conecte os fios condutores ao equipamento; há indicações que mostram a maneira correta de conectá-los.

2. Medição da BIA

  1. Identifique a área em que os eletrodos serão colocados. Com almofada de álcool a 70%, limpe essas superfícies e aguarde a secagem do álcool para colocar os eletrodos (a localização dos eletrodos foi previamente descrita)37.
    NOTA: Para obter detalhes sobre a medição da BIA, consulte o protocolo descrito anteriormente37.

3. Análise dos parâmetros brutos da BIA no gráfico R-Xc Z-score

  1. Faça o download do software de tolerância BIVA da Piccolli38 (consulte a Tabela de Materiais).
    NOTA: O software inclui sete folhas de pasta de trabalho (Guia/População de referência/Gráfico de pontos/Caminho/Assuntos/Escore-Z/Gráfico Z).
  2. Clique na folha População de referência, escolha a população de referência de acordo com as características do paciente e copie-a e cole-a na primeira linha amarela.
    NOTA: O software só lê a primeira linha amarela, que é onde a população de referência é colocada. As populações de referência vão de 1 a 10 (coluna de código Popul ), e são mostradas nas linhas abaixo da amarela.
  3. Clique na folha Z-score, insira a população de referência e insira os dados do paciente na segunda linha.
    NOTA: Os dados da população de referência incluem o código da população (Código Popul), o número de pacientes incluídos na população de referência (Tamanho Popul, N), a resistência média em ohms por altura em m 2 (Média R/H), o desvio padrão da resistência em ohms por altura em m 2 (R/H SD), a reatância média em ohms por altura em m2 (Xc/H Média), e o desvio padrão da reatância em ohms pela altura em m2 (Xc/H DP). Esses dados são mostrados na folha de população de referência (colunas A a F).
    1. Insira o número do prontuário de cada paciente no campo ID do assunto (coluna G).
    2. Insira um número entre 1 e 10 no campo Código do Grupo (coluna H).
    3. Inserir o valor da resistência obtida com a BIA e ajustada pela altura em metros no campo sujeito R/H (coluna I).
    4. Insira o valor de reatância obtido com BIA e ajustado pela altura em metros no campo de assunto Xc/H (coluna J).
    5. Insira um valor de 1 no campo de opção Desenho (coluna K) para criar um gráfico; Para ignorar linhas, deixe a célula em branco.
  4. Clique no menu do programa de planilha, clique na guia Complementos e clique no botão CALCULAR .
    NOTA: O escore Z(R) (coluna L) e o escore Z(Xc) (coluna M) serão calculados automaticamente.
  5. Clique na folha do gráfico Z; em seguida, no menu do programa de planilha, clique na guia Suplementos e no botão Novo gráfico .
  6. Execute análises BIVA Z-score e ângulo de fase seguindo as etapas 4 e 5.

4. Interpretação e análise do escore Z da BIVA

NOTA: Identifique os quatro padrões no gráfico R-Xc Z-score. Nos extremos ao longo do eixo maior, o padrão inferior está associado à congestão, enquanto o padrão superior está associado ao estado de desidratação. Nos extremos ao longo do eixo menor, o padrão esquerdo está associado a maior massa celular em tecidos moles, enquanto o padrão direito está associado a menor massa celular em tecidos moles. Para calcular o escore Z bivariado a partir da média de idade do grupo, utiliza-se a seguinte fórmula: Z(R) = (R/H média faixa etária - R/H média da população de referência) / desvio padrão da população de referência e Z(Xc) = (Xc/H média idade do grupo - Xc/H média da população de referência) / desvio padrão da população de referência.

  1. Visualize e identifique as elipses de 50%, 75% e 95%. Os eixos x (reatância) e y (resistência) mostram os desvios-padrão.
    NOTA: O gráfico de escore Z R-Xc específico para o sexo é classificado de acordo com o estado de hidratação e MCC, e todos os vetores dentro da elipse de tolerância de 75% são considerados para indicar tecido com impedância normal.
  2. Identificar o eixo do estado de hidratação e classificar o vetor.
    NOTA: Vetores que caem abaixo da elipse de tolerância de 75% no polo inferior indicam congestionamento, enquanto todos os vetores que se enquadram na elipse de tolerância de 75% indicam que não há congestionamento. Vetores que estão fora da elipse de tolerância de 75% do polo superior são considerados como indicando estado de desidratação.
  3. Identifique o eixo BCM no gráfico e classifique o vetor.
    NOTA: Vetores com deslocamento para o lado esquerdo são considerados para indicar maior BCM. Contrariamente, os vetores no lado direito do gráfico são classificados como indicando MCC inferior.
  4. Identificar o número de desvios-padrão entre o plotado e o valor médio do grupo de referência.
    NOTA: Os vetores que caem abaixo das elipses de tolerância de 75% do polo inferior (eixo maior) e fora das elipses de 75% do lado esquerdo (eixo menor) são interpretados como indicando estado de congestão com diminuição da MCC (menos tecido mole), enquanto vetores que caem do lado direito (eixo menor) são interpretados como indicando estado de congestão com aumento da MCC (mais tecido mole).
  5. Por outro lado, vetores que caem acima das elipses de tolerância de 75% do polo inferior (eixo maior) e fora das elipses de 75% do lado esquerdo (eixo menor) são interpretados como indicando estado de não congestão com diminuição da MCC (menos tecidos moles), enquanto vetores que caem do lado direito (eixo menor) são interpretados como indicando estado de não congestão com aumento da MCC (mais tecido mole).

5. Cálculo e interpretação direta do PhA

NOTA: Valores brutos de R 50 e Xc50 são necessários para calcular PhA.

  1. Substitua os valores brutos de R 50 e Xc50 na fórmula.
    NOTA: Fórmula em RStudio: atan (Xc 50/R50)*(180°/π); fórmula no Microsoft Excel: =ATAN(Xc 50/R50)*(180°/PI). Os resultados são expressos em graus.
    O PhA geralmente varia entre 5° e 7°; no entanto, valores acima de 9,5° podem ser alcançados em atletas saudáveis. Se os valores de AF forem inferiores a 4,8° na admissão, o indivíduo terá uma HR de 2,7 (IC95% 1,08-7,1, p = 0,03)39 para apresentar um evento de 90 dias (mortalidade ou re-hospitalização) e uma HR de 2,67 para mortalidade nos próximos 24 meses (IC95% 1,21-5,89, p = 0,01)20.

Resultados

De acordo com o protocolo descrito acima, apresentamos os dados de quatro pacientes com ICA (duas mulheres e dois homens) que foram admitidos em um serviço de emergência como exemplo da aplicabilidade clínica dos valores do ângulo de fase e da análise do escore Z da BIVA. As medidas da BIA foram realizadas com equipamento de múltiplas frequências sensível à fase dentro de 24 h da admissão.

Para o cálculo do escore Z bivariado a partir da média da faixa etária, utilizou-se a seguin...

Discussão

Este protocolo descreve a utilidade do uso da análise do escore Z R-Xc na prática clínica para pacientes admitidos em um serviço de emergência com ICA. Considerando que, em pacientes com ICA, o principal motivo de internação hospitalar é a congestão, sua detecção rápida e precisa e a avaliação são cruciais para a evolução dos pacientes6.

Este artigo ilustra a variedade de manifestações clínicas da ICA e como a análise do escore Z BIVA (estado de con...

Divulgações

Os autores declaram não haver interesses concorrentes.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao(s) Prof(s). Piccoli e Pastori do Departamento de Ciências Médicas e Cirúrgicas da Universidade de Padova, Itália, pelo fornecimento do software BIVA. Esta pesquisa não recebeu nenhuma bolsa específica de financiamento, agências do setor público, comercial ou sem fins lucrativos. Este protocolo/pesquisa faz parte da tese de doutorado de María Fernanda Bernal-Ceballos apoiada pela bolsa do Conselho Nacional de Ciência e Tecnologia (CONACYT) (CVU 856465).

Materiais

NameCompanyCatalog NumberComments
Alcohol 70% swabs NANAAny brand can be used
BIVA software 2002NANAIs a sofware created for academic use, can be download in http:// www.renalgate.it/formule_calcolatori/ bioimpedenza.htm in "LE FORMULE DEL Prof. Piccoli" section
Chlorhexidine WipesNANAAny brand can be used
Examination tableNANAAny brand can be used
Leadwires square socketBodyStatSQ-WIRES
Long Bodystat 0525 electrodesBodyStatBS-EL4000
Quadscan 4000 equipmentBodyStatBS-4000Impedance measuring range:
20 - 1300 Ω ohms
Test Current: 620 μA
Frequency: 5, 50, 100, 200 kHz Accuracy: Impedance 5 kHz: +/- 2 Ω Impedance 50 kHz: +/- 2 Ω Impedance 100 kHz: +/- 3 Ω Impedance 200 kHz: +/- 3 Ω
Resistance 50 kHz: +/- 2 Ω
Reactance 50 kHz: +/- 1 Ω
Phase Angle 50 kHz: +/- 0.2° Calibration: A resistor is supplied for independent verification from time to time.
The impedance value should read between 496 and 503 Ω.

Referências

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